-
-- Сутність і способи геометріческогонівелірованія
Мал. 1. Способи геометричного нівелювання:
а-спосіб "з середини"; б-спосіб "вперед"
Для геометричного нівелювання можуть бути використані крім нівеліра і інші геодезичні прилади (теодоліти, тахеометри і т. Д.), Якщо надати їх візирним осях строго горизонтальне положення. Розрізняють способи геометричного нівелювання "із середини" (рис. 1, а) і "вперед" (рис. 1, б). Геометричне нівелювання "із середини" здійснюють наступним чином. Для визначення превишеніяhмежду точкаміАіВ (див.рис. 1, а) в цих точках прямовисно встановлюють рейки і беруть отсчетиа ( "погляд назад") на точкуАіb ( "погляд вперед") на точкуВ.Как випливає з рис. 1, а, превишеніемежду точкаміАіВравно:
Якщо перевищення h виявилося позитивним, то це означає, що передня точка В розташована вище задньої точки А і, навпаки, при негативному значенні перевищення h передня точка розташована нижче задньої. Таким чином, перевищення передньої точки над задньою дорівнює різниці відліків "погляд назад" мінус "погляд вперед" .Якщо відома висотаHазадней точки, то обчисливши превишеніеh, легко визначити висотуHbпередней точкіВпо формулою:
Горизонт приладу дорівнює висоті точки плюс "погляд на цю точку". Тоді висоту передньої точки Вл егко визначити за формулою:
Висота точки дорівнює горизонту приладу мінус "погляд на цю точку" .Способ нівелювання "із середини" є основним при виробництві інженерних робіт, оскільки на результати нівелювання практично не позначається точність юстування приладу (нівеліра), а також вплив кривизни Землі і рефракції земної атмосфери. Прігеометріческом нівелюванні способом "вперед" прилад встановлюють таким чином, щоб окуляр його труби знаходився над точкойА (рис. 1, б). Вертикальна відстань від центру окуляра до точки А називають висотою приладу i. Висоту приладу зазвичай вимірюють за допомогою вертикально встановленої рейки. Якщо в точці В встановити рейку і взяти на неї відлік "погляд вперед" b, то перевищення між точками А і В визначиться:
т. е. перевищення між точками дорівнює висоті приладу мінус "взад вперед". На результати нівелювання способом "вперед" істотно впливає точність юстування приладу (т. Е. Забезпечення практичної горизонтальності візирної осі), а також вплив кривизни Землі і рефракції земної атмосфери. Тому геометричне нівелювання способом "вперед" використовують, як правило, при перевірках і юстирування нівелірів перед початком польових робіт.-
-- Види геометричного нівелювання
Мал. 2. Схема нівелірних ходу: точки сполучні (Рп. ПК1, +28, ПК3, +31, +72, ПК5);
точки проміжні (+41, ПК2, ПК4);
а-поздовжній профіль; б-план
При складному нівелюванні особливу увагу приділяють сполучною точках, так як помилка, допущена у визначенні висоти однієї з сполучних точок, передається на всі наступні. При вишукуваннях автомобільних доріг, мостових переходів, каналів та інших лінійних інженерних споруд нівелювання ведуть уздовж траси споруд, з визначенням висот переломних і характерних точок місцевості, з подальшим складанням поздовжнього профілю по осі майбутньої споруди. Таке нівелювання називають поздовжнім. У характерних місцях виробляють визначення висот точок місцевості по перпендикулярам до траси (поперечникам). Таке нівелювання називають поперечним. Необхідно мати на увазі, що поперечне геометричне нівелювання роблять зазвичай при невеликому перепаді висот між крайніми точками діаметрів, коли кожен діаметр може бути знятий з 1 - 2 станцій. Для вертикального планування місцевості при вишукуваннях аеродромів, будівельних майданчиків, вулиць і площ, промислових об'єктів і т. Д. Для отримання топографічного плану в горизонталях виробляють нівелювання поверхні. Особливо часто його виробляють при вишукуваннях аеродромів.
3.Классификация і пристрій нівелірів
Відповідно до чинного ГОСТу нівеліри по точності поділяють на три типи: високоточні (типу-05), точні (типу Н-3) ітехніческіе (типу Н-10). Цифра в позначенні марки нівеліра вказує значення середньоквадратичної помилки перевищення на 1 км подвійного нівелірних ходу; для нівеліра Н-05m = 0.5мм; для нівеліра Н-3m = 3 мм; для нівеліра Н-10m = 10 мм. За своїми конструктивними особливостями нівеліри можуть мати циліндричний рівень при трубі (наприклад, Н-З), у яких візирна вісь наводиться в горизонтальне положення вручну і з компенсатором, за допомогою якого візирна вісь зорової труби пріводітсяв горизонтальне положення автоматіческі.Обозначеніе марки таких нівелірів доповнюється літерою К (наприклад, Н-ЗK). Деякі нівеліри одночасно забезпечуються і лімбом для вимірювання горизонтальних углов.Обозначеніе марки нівеліра такої конструкції доповнюється літерою Л (наприклад, Н-10кл). Цифра, що стоїть перед позначенням марки приладу, вказує номер поліпшеної модифікації базової моделі (наприклад, 2Н-ЗЛ). Перед початком польових робіт з використанням нівелірів вони повинні бути повірені і при необхідності от'юстіровани.Незавісімо від конструкції приладу головна перевірка виконується наступним образом.На місцевості встановлюють дві тверді точкіАіВна відстані близько 50 - 70 м один від одного і виконують подвійне нівелювання за способом "вперед "(ріс.3.а). Для більш точного визначення висоти приладу його доцільно встановлювати на відстані 2 - 3 м від рейки, з тим щоб забезпечити чітке зображення в поле зору труби ближньої рейки. т. е. фактично відлік беруть при різко різних плечах нівелювання (рис. 1, б).
Мал. 3.Схема виконання головної повірки нівелірів:
а-подвійним нівелюванням способом "вперед"; б-подвійним нівелюванням при різних плечах
Для визначення величини превишеніяh (див. Рис. 3) можна записати два вирази:
Мал. 4. Спосіб діаметрів до Рис. 5. Спосіб паралельних ліній магістрального ходу Зйомку притрасової смуги нівелюванням по поперечникам здійснюють в такій послідовності: - на даній точці прямолінійного ділянки траси за допомогою кутомірного приладу (нівеліра з німбом, теодоліта або екера) відновлюють перпендикуляр до траси, відкладаючи горизонтальний кут, рівний? = 90®. На криволінійних ділянках траси діаметр розбивають, орієнтуючи прилад на одну з сусідніх точок траси, розташовану на відстані? До по кривій від знімається діаметра, і відкладають кут? = 90®. - в польовому журналі зйомки діаметрів фіксують пікетажне значення знімається діаметра (наприклад, діаметр ПК 21+ 50); - позначають характерні точки місцевості на поперечнику, фіксуючи в журналі відповідні відстані вліво і вправо від траси (наприклад, Л + 3,5; Л + 6,0; Л + 10,2 і т. Д. П +3,5; П + 6,0П + 8,4 і т. д.); - встановлюють нівелір поблизу знімається діаметра таким чином, щоб по можливості з одного стоянки приладу можна було б зняти всі точки діаметру; - беруть відлік на точку траси, в якій розбитий діаметр, і визначають горизонт приладу; - беруть послідовно відліки на всі крапки вліво і вправо від траси; - висоти точок діаметра визначають через відомий горизонт приладу. 2. Способпараллельних ліній. Часто застосовують на Слабовсхолмленная місцевості при виконавчих зйомках дорожніх покриттів, штучних покриттів злітно-посадкових смуг аеродромів, будівельних майданчиків і т. Д. В якості планово-висотного обґрунтування використовують взаємно перпендикулярні теодолітно-нівелірні прямолінійні ходи, які прокладають поблизу кордонів зйомок ділянки місцевості чи по його середині (рис. 5). Знімальні ходи прокладають у вигляді ліній, паралельних сторонам основного ходу. 3.Способи полігонів. Може застосовуватися на великих, порівняно спокійних ділянках місцевості з вираженим рельєфом. Як планово-висотного обгрунтування в даному випадку використовують систему теодолітних ходів, що прокладаються поблизу кордонів зйомок ділянки місцевості і за характерними (структурним) лініях рельєфу. Для зйомки ситуації і рельєфу знімальні ходи розбивають у вигляді діаметрів до сторін планово-висотної основи. 4.Способи квадратів. Використовують на відкритій місцевості з слабовираженним рельєфом. Є основним видом топографічних зйомок при дослідженнях аеродромів (рис. 6). Планово-висотною обґрунтуванням служать вершини квадратів, закріплені на місцевості колами і позначеними за певною прийнятої на практиці досліджень схемою. При нівелірній зйомці за способом квадратів створення планово-висотної основи ведуть за принципом "від загального до конкретного" .Спочатку на місцевості за допомогою кутомірного приладу і землемірної стрічки або рулетки будують зовнішній полігон у вигляді великого квадрата або прямокутника, всередині якого розбивають сітку великих квадратів зі сторонами від 100 до 1000 м. Потім кожен великий квадрат заповнюють квадратами зі сторонами від 20 до 200мі т. д. Довжини сторін квадратів приймають в залежності від розмірів знімається території, масштабу зйомки, висоти січі ня рельєфу і характеру місцевості. При нівелюванні поверхні всіма способами використовують точні або технічні нівеліри з компенсаторами і горизонтальним кругом типу ДТ-2 клас, Н-ЗК, Н-10кл і т. Д. Наявність компенсаторів у нівелірів дає можливість помітно підвищити продуктивність, польових робіт. Використання приладів з лімба дає можливість при розбитті планово-висотного обгрунтування і знімальних ходів використовувати тільки один прилад - нівелір. При роботі з реєструючими нівелірами повністю автоматизується процес збору, реєстрації та обробки даних. В результаті топографічної зйомки місцевості геометричним нівелюванням, так само як і при інших видах зйомок, отримують топографічні плани і цифрові моделі місцевості (ЦММ) - як правило, регулярні моделі в вузлах правильних прямокутних сіток.
-
-- Нівелювання поверхні по квадратах
Мал. 6. спосіб квадратів
Якщо топографічна зйомка виконується в умовній системі висот, то цей етап роботи не виконують. 2. Здійснюють зрівнювання нівелірних ходу (зазвичай замкнутого) знімальної основи. Для цього виконують перевірку допустимості невязки:
де? hT = 0 - теоретична сума перевищень для замкнутого нівелірних ходу. Якщо отримане значення нев'язки менше допустимої для технічного нівелювання, то невязку в перевищеннях розподіляють між сполучними точками знімальної основи порівну з протилежним знаком:
де n-- число сполучних точок знімальної основи. 3. Обчислюють висоти сполучних точек.4. Висоти проміжних точок обчислюють через горизонт прібораНі висоти точок визначають з точністю до 1 см. 5. Складають топографічний план. На аркуші креслярського паперу в заданому масштабі будують сітку квадратів і наносять характерні точки рельєфу і ситуації. Біля кожної вершини квадрата і точки рельєфу виписують відповідні висоти з точністю до 1 см. Методом графічної інтерполяції висот проводять горизонталі із заданою висотою перетину. Інтерполяція здійснюють по сторонам квадратів, а також за напрямами, зазначеними на абрисі. Топографічний план оформляють тушшю в прийнятих умовних позначеннях.-
-- Автоматизація обробки матеріаловнівелірних зйомок